Класс Ракообразные

Определения и обозначения

Класс Ракообразные — группа членистоногих животных, к которой относятся речные раки, крабы, креветки и многие мелкие водные организмы. Их объединяют сегментированное тело, членистые конечности и наружный покров. Большинство представителей живёт в воде, но встречаются и наземные формы. Понимание общих признаков помогает отличать ракообразных от других членистоногих.

Головогрудь — отдел тела, возникший при слиянии головы и груди. На ней обычно расположены органы чувств и значительная часть конечностей. У речного рака головогрудь покрыта панцирем, который защищает находящиеся под ним органы. Этот термин помогает не путать объединённый отдел с отдельной головой или грудью.

Хитиновый покров — наружная оболочка тела, содержащая хитин, прочное органическое вещество. Она предохраняет животное от повреждений и служит опорой для тела и местом прикрепления мышц. Однако покров не может растягиваться и увеличиваться вслед за раком. Поэтому рост возможен после сбрасывания старой оболочки.

Жабры — органы, через которые ракообразные получают кислород, растворённый в воде, и отдают углекислый газ. У многих видов жабры расположены под покровом тела, рядом с конечностями. Вода должна омывать их, чтобы газообмен продолжался. Знание их расположения объясняет, почему водным ракообразным нужна постоянная смена воды у поверхности жабр.

Как это устроено

Тело ракообразных разделено на сегменты, то есть повторяющиеся участки, но сегменты могут объединяться в более крупные отделы. У речного рака голова и грудь слились в головогрудь, а брюшко осталось отдельным и состоит из подвижных сегментов. Такое устройство позволяет защищать важные органы панцирем, сохраняя подвижность брюшка. У разных ракообразных пропорции отделов неодинаковы, потому что они приспособлены к разному образу жизни.

Конечности ракообразных отличаются, поскольку выполнять все действия одной и той же парой неудобно. У речного рака ходильные ноги помогают передвигаться по дну, а крупные клешни захватывают пищу и защищают животное. Другие конечности участвуют в плавании или перемещении воды к жабрам. Такое разделение работы делает движения и добывание пищи более эффективными.

Усики и глаза помогают раку находить пищу и замечать опасность в мутной или тёмной воде. Две пары усиков воспринимают прикосновения и химические сигналы, поэтому рак может обнаружить предмет или запах пищи, даже не видя его. Сложные глаза состоят из множества зрительных участков и помогают различать движения вокруг. Если усик повреждён, рак хуже исследует близкие предметы и воспринимает сигналы окружающей среды.

Жабры извлекают из воды кислород, необходимый клеткам организма для жизнедеятельности. Кровеносная система ракообразных незамкнутая: кровь движется по сосудам, а затем попадает в полости между органами и омывает их. Так она переносит вещества по телу, хотя не всё время находится внутри сосудов. Работа жабр и кровеносной системы связана: кислород, полученный при дыхании, должен попасть к тканям.

Твёрдый покров защищает рака, но ограничивает увеличение его тела. Поэтому животное периодически сбрасывает старую оболочку — происходит линька. Сразу после неё новый покров мягкий, и рак может увеличиться в размерах; затем оболочка постепенно твердеет. В это время животное особенно уязвимо, поскольку защита ещё не стала прочной.

Особенности строения и жизнедеятельности ракообразных

Сопоставляйте строки таблицы: строение органа связано с выполняемой им работой. Например, жабры нужны для дыхания в воде, а членистые конечности могут выполнять разные задачи. Не следует считать, что все признаки одинаковы у каждого вида: таблица показывает общие особенности ракообразных.

Разбор задач

Задача. Назовите два признака, по которым речного рака относят к членистоногим. Чтобы ответить, нужно вспомнить признаки всей группы, а не особенности только водных животных. Затем следует проверить, есть ли они у рака. Подходят членистые конечности и наружный хитиновый покров.

1. Вспоминаем, что конечности членистоногих состоят из отдельных подвижно соединённых частей.
2. Проверяем этот признак у рака: его ноги и клешни членистые.
3. Находим второй признак: тело рака снаружи покрыто твёрдой оболочкой с хитином.

Ответ: речной рак относится к членистоногим, потому что у него членистые конечности и наружный хитиновый покров. Оба признака относятся к строению тела, а не к среде обитания. Поэтому их можно использовать для сравнения с другими членистоногими.

Задача. У речного рака повреждён один усик. Какую функцию он может выполнять хуже и почему? Здесь важно не спутать усики с ходильными ногами: усики относятся к органам чувств. Нужно связать повреждение органа с тем, какие сигналы он воспринимает. Усики помогают раку исследовать окружающую среду.

1. Определяем назначение усиков: они воспринимают прикосновения и химические сигналы.
2. Учитываем, что разные усики могут особенно хорошо воспринимать разные сигналы.
3. Делаем вывод: при повреждении одного усика соответствующее восприятие становится менее точным.

Ответ: рак может хуже осязать предметы или воспринимать химические сигналы, например запахи, в зависимости от того, какой усик повреждён. Из-за этого ему сложнее ориентироваться и обнаруживать пищу. Усик не служит для ходьбы.

Задача. Объясните, почему рак не растёт непрерывно, как животное с мягкими покровами, и опишите, что происходит при линьке. Для решения нужно связать свойства покрова с возможностью увеличения тела. Затем следует расположить события по порядку: старый покров, сбрасывание, рост и затвердевание нового. Так получится объяснить не только факт линьки, но и её причину.

1. Твёрдая наружная оболочка не растягивается вместе с телом и ограничивает его увеличение.
2. Рак сбрасывает старый покров; сразу после этого новая оболочка остаётся мягкой.
3. Пока покров мягкий, тело может увеличиться, а затем новая оболочка постепенно твердеет.

Ответ: рак не растёт непрерывно, потому что твёрдый покров ограничивает увеличение тела. Во время линьки старый покров сбрасывается, и рак растёт, пока новый ещё мягкий. После затвердевания оболочки рост снова оказывается ограничен.

Типичные ошибки

Неверно считать головогрудь отдельным сегментом, стоящим между головой и грудью. Так думают, потому что название содержит два слова, но головогрудь — объединённый отдел, возникший при слиянии головы и груди. Проверьте себя: если речь о раке, отдельные голову и грудь обычно не выделяют. Брюшко при этом остаётся другим отделом тела.

Усики иногда ошибочно называют конечностями, предназначенными для ходьбы. Их расположение рядом с другими выростами тела может сбивать с толку, однако главная роль усиков — чувствовать окружающую среду. Проверьте назначение органа: ходильными конечностями рак опирается на дно и передвигается. Усиками он воспринимает прикосновения и химические сигналы.

Нельзя утверждать, что твёрдый покров растёт вместе с раком. Такое представление возникает из-за того, что покров постоянно находится на теле животного, но его твёрдая оболочка не увеличивается непрерывно. Проверьте рассуждение вопросом: почему тогда происходит линька? Рост становится возможен после сбрасывания старой оболочки, пока новый покров мягкий.

Ошибочно считать, что все ракообразные живут только в воде. Большинство из них водные, поэтому именно этот образ жизни часто вспоминают первым. Но среди ракообразных есть и наземные формы. Проверяя утверждение со словами «все» или «только», учитывайте разнообразие класса и не подменяйте большинство исключений не допускающим.

Связь с другими темами

Для изучения ракообразных нужно знать общие признаки членистоногих: сегментированное тело, членистые конечности и наружный покров. Эти знания позволяют сравнить ракообразных с паукообразными и насекомыми и увидеть общие черты и различия классов. Особенности дыхания и передвижения ракообразных показывают, как животные приспосабливаются к водной среде. Это пригодится при изучении сообществ водоёмов и пищевых цепей, где ракообразные могут быть пищей для других животных.

Что запомнить

• Ракообразные — класс членистоногих.
• У многих ракообразных тело состоит из головогруди и брюшка.
• Конечности могут выполнять разные функции.
• Усики и сложные глаза помогают воспринимать окружающую среду.
• Большинство ракообразных дышит жабрами.
• Твёрдый наружный покров защищает тело, но ограничивает непрерывный рост.
• Рост ракообразных связан с линькой.